3-2-2《pH的应用》时练
双基练习
1.在25℃时,用0.125 ol/L的标准盐酸溶液滴定25.00 L未知浓度为NaOH溶液所得滴定曲线如图所示,图中K点代表的pH为( )
A.13 B.12
C.10 D.11
解析:K点pH值即为V(HCl)=0时也即待测NaOH溶液的pH,V(HCl)=20L时,混合液pH=7,即滴定终点时,由V(HCl)•c(HCl)=V(NaOH)•c(NaOH),20×10-3L×0.125ol/L=25×10-3L× c(NaOH),c(NaOH)=0.1 ol/L,pH=13。
答案:A
2.下面是一段关于酸碱中和滴定的实验叙述:“取25.00 L未知浓度的盐酸溶液,①放入锥形瓶中,此瓶需事先用蒸馏水洗净,②并经待测溶液润洗过,③加入几滴酚酞试液作指示剂,④取一支酸式滴定管,经蒸馏水洗净后,⑤直接往其中注入标准NaOH溶液,进行滴定,⑥一旦发现溶液由无色变成粉红色,即停止滴定,记下数据。”下列标明序号的操作中,有错误的是( )
A.④⑤⑥ B.②④⑤⑥
C.②④⑤ D.②③⑤⑥
解析:②锥形瓶只需用蒸馏水洗净,不能用待测溶液润洗。④酸式滴定管不能盛放NaOH溶液,此处应准备碱式滴定管。⑤滴定管在注入标准NaOH溶液前必须先用标准液润洗。⑥溶液由无色变成粉红色并保持半分钟内不褪色才能确定终点,停止滴定,而不能一旦变色就停止滴定,因为过一会儿粉红色可能还会褪去。
答案:B
3.有①、②、③三瓶体积相等,浓度都是1 ol/L的HCl溶液,将①加热蒸发至体积减少一半,在②中加入少量CH3COONa固体(加入后溶液仍呈强酸性),③不作改变,然后以酚酞作指示剂,用NaOH溶液滴定上述三种溶液,所消耗的NaOH溶液体积( )
A.①=③>② B.③>②>①
C.③=②>① D.①=②=③
解析:滴定过程中消耗NaOH的体积取决于溶液中可提供的H+的总量,加热蒸发时:①中HCl挥发导致n(H+)减少,使NaOH耗量减少,而②、③中没有影响溶液中可提供的H+的总量的因素,故消耗NaOH体积相同,且大于①的耗量。
答案:C
4.常温时,向pH=2的硫酸中加入等体积的下列溶液后,滴入甲基橙试液,出现红色,该溶液可能是( )
A.pH=12的Ba(OH)2
B.pH=12的氨水
C.0.005 ol/L NaOH
D.0.05 ol/L BaCl2
解析:设所给H2SO4溶液的体积为1 L,则由pH=2可知,n(H+)=0.01 ol,又由于pH=12的Ba(OH)2溶液中n(OH-)=0.01 ol,故A选项中H2SO4与Ba(OH)2恰好反应,呈中性,甲基橙显黄色;而B选项中pH=12的氨水,c(NH3•H2O)>0.01 ol/L,故混合后溶液呈碱性,亦不符合题意;C选项中n(NaOH)=0.005 ol,所以混合后溶液中c(H+)=(0.01 ol-0.005 ol)/2 L=2.5×10-3 ol/L>10-3 ol/L,所以pH<3,溶液显红色;又由反应H2SO4+BaCl2===BaSO4↓+2HCl可知,H2SO4与BaCl2混合后溶液仍呈强酸性,故使甲基橙溶液显红色。
答案:CD
5.以酚酞试液作指示剂,对某新制NaOH溶液进行中和滴定实验,数据记录如下表:
待测液消耗标准盐酸
(0.01 ol/L)的体积
①20 L NaOH溶液V1 L
②20 L NaOH溶液
+10 L H2OV2 L
③敞口隔夜放置的
20 L NaOH溶液V3 L
则该新制的NaOH溶液的浓度c(ol/L)合理的是( )
A.c=0.01×(V1+V2+V3)/(3×20)
B.c=0.01×(V1+V2)/(2×20)
C.c=0.01×(V1+V3)/(2×20)
D.c=0.01×V1/20
解析:酸碱中和滴定实验一般重复2~3次,取体积的平均值,求待测液的浓度,故D不正确;用酚酞作指示剂时,敞口放置的NaOH吸收CO2生成的Na2CO3与盐酸反应只生成NaHCO3,使所耗酸的体积偏小,故只能用V1、V2进行计算。
答案:B
6.在中和滴定操作中,盛放标准液的滴定管应该用( )
A.用自水洗
B.用自水洗后用蒸馏水洗2~3次
C.用蒸馏水洗后用标准液洗2~3次
D.用蒸馏水洗后用待测液洗2~3次
解析:滴定管用蒸馏水洗后,必须用所盛的溶液润洗2~3次,若不用所装溶液润洗会稀释所装溶液,导致实验结果误差。
答案:C
7.下列几种情况,对中和滴定结果无影响的是( )
A.滴定前标准液在零刻度以上
B.盛未知浓度溶液的锥形瓶里有少量蒸馏水
C.滴定管用蒸馏水冲洗后即注入标准液
D.滴定终点读数时,俯视滴定管的刻度(其他操作均正确)
解析:A由于滴定前标准液在零刻度以上,滴定中用去的零刻度以上那部分的标准液的体积不在滴定后读出的V标的体积内,也就是实际用去的标准溶液的体积比V标要大,所以这样操作使待测溶液浓度偏小。B盛装待测液的锥形瓶内有水的话,虽然使锥形瓶内的溶液浓度变稀了,但待测溶液中溶质的物质的量没有变化,因而测定结果无影响。C滴定管用蒸馏水冲洗后,未用标准溶液润洗,使滴定管内的标准溶液变稀,V标变大,导致待测溶液浓度偏大。D滴定后,读数时视线俯视,使V标读数变小,结果使待测溶液浓度偏小。
答案:B
8.用1.0 ol/L的NaOH溶液中和某浓度的H2SO4溶液,其水溶液的pH和所用NaOH溶液的体积关系变化如图所示,则原H2SO4溶液的物质的量浓度和完全反应后溶液的大致体积是( )
A.1.0 ol/L,20 L B.0.5 ol/L,40 L
C.0.5 ol/L,80 L D.1.0 ol/L,80 L
解析:滴定前稀H2SO4的pH=0,则c(H2SO4)=0.5ol/L,当pH=7时V(NaOH)=40 L,通过计算原溶液为40 L,故答案为C。
答案:C
9.在一支25 L的酸式滴定管中盛入0.1 ol/L的HCl溶液,其液面恰好在5 L刻度处,若把滴定管中的溶液全部放入烧杯中,然后以0.1ol/L的NaOH溶液进行中和,则所需NaOH溶液的体积( )
A.大于20 L B.小于20 L
C.等于20 L D.等于5 L
解析:若要正确解答本题,必须准确了解滴定管的刻度特征,滴定管下部无刻度,盐酸溶液体积大于20 L,因此需NaOH溶液的体积大于20 L。
答案:A
10.实验室用标准盐酸溶液测定某NaOH溶液的浓度,用甲基橙作指示剂,下列操作可能使测定结果偏低的是( )
A.酸式滴定管在装液前未用标准盐酸溶液润洗2~3次
B.开始实验时酸式滴定管尖嘴部分有气泡,在滴定过程中气泡消失
C.锥形瓶内溶液颜色变化由黄色变橙色,立即记下滴定管液面所在刻度
D.盛NaOH溶液的锥形瓶滴定前用NaOH溶液润洗2~3次
解析:进行误差分析时要紧扣公式,确定不变量和变量。c标V标=c(NaOH)V(NaOH),此题中标准液浓度为定值,NaOH的体积为定值,故NaOH浓度与标准液体积成正比。A项酸式滴定管未用标准盐酸润洗,则导致盐酸实际浓度低,耗HCl比实际应消耗HCl体积大,则c(NaOH)偏高。B选项开始有气泡,后无气泡,实际读出的盐酸体积偏大,则c(NaOH)偏高。C选项变色后立即记录所在刻度,实际此时还未达到滴定终点,即实际读出的数值偏小,所以c(NaOH)偏低。D选项,盛NaOH的锥形瓶润洗,导致耗酸增多,V标增大,c偏高。
答案:C
能力提升
11.乙二酸俗名草酸,下面是化学学习小组的同学对草酸晶体(H2C2O4•xH2O)进行的探究性学习的过程,请你参与并协助他们完成相关学习任务。
该组同学的研究题是:探究测定草酸晶体(H2C2O4•xH2O)中x值。通过查阅资料和网络查寻得,草酸易溶于水,水溶液可以用酸性KnO4溶液进行滴定:
2nO-4+5H2C2O4+6H+===2n2++
10CO2↑+8H2O
学习小组的同学设计了滴定的方法测定x值。
①称取1.260 g纯草酸晶体,将其制成100.00 L水溶液为待测液。
②取25.00 L待测液放入锥形瓶中,再加入适量的稀H2SO4。
③用浓度为0.100 0 ol/L的KnO4标准溶液进行滴定,达到终点时消耗10.00 L。
(1)滴定时,KnO4标准液装在如图中的__________(填“甲”或“乙”)滴定管中。
(2)本实验滴定达到终点的标志可以是______________________ _______。
(3)通过上述数据,求得x=__________。讨论:①若滴定终点时俯视滴定管刻度,则由此测得的x值会__________(填“偏大”、“偏小”或“不变”,下同)。
②若滴定时所用的KnO4溶液因久置而导致浓度变小,由此测得的x值会__________。
解析:(1)因为KnO4具有强氧化性,会腐蚀橡胶管,故应用酸式滴定管盛装。
(2)可利用KnO4溶液自身的颜色作为指示剂判断滴定终点时,再滴加KnO4溶液时,溶液将由无色变为紫色。
(3)由题给化学方程式及数据可知,1.260g纯草酸晶体中含H2C2O4的物质的量为:0.100 0 ol/L×10.00 L×10-3 L/L×52×100 L25 L=0.0100 ol,则1.260 g H2C2O4•xH2O中含H2O的物质的量为
1.260 g-0.010 0 ol×90 g/ol18 g/ol=0.020 0 ol则x=2。
若滴定终点时俯视滴定管读数,则所得消耗酸性KnO4溶液的体积偏小,由此所得n(H2C2O4)偏小,则n(H2O)偏大,x偏大;同理,若KnO4溶液变质,则消耗其体积偏大,所得x值偏小。
答案:(1)甲
(2)当滴入最后一滴KnO4溶液时,溶液由无色变为紫色,且半分钟内不褪色,即达滴定终点
(3)2 偏大 偏小
12.(2011•黄冈高二检测)利用下列实验用品:
①铁架台(含铁圈、各种铁夹);②锥形瓶;③滴定管(酸式与碱式);④烧杯(若干个);⑤玻璃棒;⑥天平(含砝码);⑦滤纸;⑧量筒;⑨漏斗
Na2CO3固体;标准NaOH溶液;未知浓度盐酸;Na2CO3溶液。
进行下列实验或操作:
(1)做酸碱中和滴定时,还缺少的试剂是:__________。
(2)配制250 L 0.1 ol/L某溶液时,还缺少的仪器是:_______ _______________________。
(3)过滤时,应选用上述仪器中的__________(填编号)。
解析:(1)做酸碱中和滴定时,指示终点需要酸碱指示剂,洗涤仪器需要使用蒸馏水。
(2)配制250 L 0.1 ol/L某溶液时,需要250 L容量瓶,定容时需要使用胶头滴管。
(3)过滤时,应选用上述仪器中的铁架台(含铁圈、各种铁夹)、烧杯(若干个)、玻璃棒、滤纸、漏斗。
答案:(1)指示剂(甲基橙或酚酞)、蒸馏水
(2)250 L容量瓶、胶头滴管 (3)①④⑤⑦⑨
13.称取NaOH和Na2CO3的混合物W g溶于水中,加入酚酞(pH变色范围:8.2??→浅红色 10)做指示剂,以物质的量浓度为的盐酸滴定,耗用V1L时酚酞变为无色,此时发生的化学反应方程式是①___ ___________________,__________________________;若改用甲基橙(pH变色范围:3.1??→橙色 4.4)为指示剂,当耗用V2 L盐酸时甲基橙变为橙红色,此时发生的化学反应方程式是②__________,______ ____。混合物中NaOH的质量分数为__________,Na2CO3的质量分数为__________。新标第一网
解析:向NaOH和Na2CO3的混合液中滴加盐酸,酚酞作指示剂变为无色时,Na2CO3与盐酸反应的产物为NaHCO3,因为NaHCO3溶液呈弱碱性,方程式为①NaOH+HCl===NaCl+H2O;Na2CO3+HCl===NaCl+NaHCO3xkb1.co
以甲基橙为指示剂时,甲基橙变为橙红色时,pH在3.1~4.4之间,呈酸性,Na2CO3与HCl反应产物为NaCl,方程式为②NaOH+HCl===NaCl+H2O;Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑;
设NaOH物质的量为x,Na2CO3的物质的量为y,由①中方程式得x+y=V1,由②中方程式得x+2y=V2
解得x=2V1-V2 y=(V2-V1)
NaOH质量分数为w(NaOH)=402V1-V2w×100%
Na2CO3质量分数为w(Na2CO3)=106V2-V1W×100%
答案:①NaOH+HCl===NaCl+H2O
Na2CO3+HCl===NaCl+NaHCO3
②NaOH+HCl===NaCl+H2O
Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O
402V1-V2W×100% 106V2-V1W×100%
14.在中和滴定操作过程中,有以下各项因操作不当引起的实验误差,用“偏高”“偏低”或“无影响”等:
(1)滴定管用蒸馏水洗净后,未用已知浓度的标准溶液润洗,使滴定结果__________;
(2)锥形瓶用蒸馏水洗净后,又用待测溶液润洗,使滴定结果_ _________________________________________________;
(3)滴定管(装标准溶液)在滴定前尖嘴处有气泡,滴定终了无气泡,使滴定结果__________________________________;
(4)滴定前平视,滴定终了俯视,使滴定结果________;
(5)滴定前仰视,滴定终了平视,使滴定结果________;
(6)过早估计终点,使滴定结果__________;
(7)过晚估计终点,使滴定结果__________;
(8)用含Na2O杂质的NaOH固体配制已知浓度的标准溶液,用于滴定未知浓度的盐酸,使测得盐酸的浓度__________;
(9)用含Na2CO3杂质的NaOH固体配制已知浓度的标准溶液,用于滴定未知浓度的盐酸,使测得盐酸的浓度__________;
(10)洗涤锥形瓶中,误把稀食盐水当作蒸馏水,然后用锥形瓶装待测的盐酸,用NaOH标准溶液滴定时,对测得的结果__________。
解析:中和滴定误差分析的依据
c(待测)=n×c标准×V标准V待测=n×c标准V待测×V(标准)
根据V(标准)的偏大或偏小判断c(待测)是偏高还是偏低。
如(1),滴定管装液前未用标准溶液润洗,会使标准溶液冲稀,导致所耗V(标准)偏大,使测定的c(待测)偏高。
又如(2),锥形瓶装液前用待测溶液润洗,会使锥形瓶内待测的溶质增加,导致所耗V(标准)偏大,使测定的c(待测)偏高,其余各选项可仿此分析。
答案:(1)偏高 (2)偏高 (3)偏高 (4)偏低 (5)偏低 (6)偏低 (7)偏高 (8)偏低 (9)偏高 (10)无影响
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